Densité et gravité spécifique
La densité est le poids ou la masse d’une unité de volume de bois, et la gravité spécifique le rapport de la densité du bois à celui de l’eau. Dans le système métrique de mesure, la densité et la densité sont numériquement identiques; par exemple, la densité moyenne du bois de Douglas taxifolié est de 0,45 gramme par cm3, et sa densité 0,45, car 1 cm3 d’eau pèse 1 gramme. (Exprimé en poids par unité de volume, 1 gramme par cm3 équivaut à environ 62,4 livres par pied cube.)
La détermination de la densité du bois est plus difficile que pour d’autres matériaux car le bois est hygroscopique (voir la section Hygroscopicité ); son poids et son volume sont fortement influencés par la teneur en humidité. Afin d’obtenir des chiffres comparables, le poids et le volume sont déterminés à des teneurs en humidité spécifiées. Les normes sont le poids séché au four (teneur en humidité pratiquement nulle) et le volume séché au four ou vert (le vert se réfère à la teneur en humidité au-dessus du point de saturation des fibres, qui est en moyenne d’environ 30 pour cent). D’autres expressions de densité, telles que celles basées sur le poids et le volume séchés à l’air ou sur le poids et le volume du bois vert, ont une certaine importance pratique, comme dans le transport du bois, mais ne sont pas exactes.
Le sec la masse de bois dans un volume donné est déterminée par la densité, qui est obtenue en divisant le poids séché au four par le volume, soit séché au four, soit vert. Le volume séché au four est difficile à déterminer, du moins par immersion dans l’eau, en raison de l’hygroscopicité du bois. Les échantillons séchés au four sont d’abord immergés dans de la paraffine fondue chaude, pour former un mince revêtement protecteur, avant d’être immergés dans l’eau. Avec de petits échantillons de bois, le mercure est parfois utilisé à la place de l’eau; un appareil spécial (volumètre Breuil) est disponible. Pour les spécimens de forme régulière, le volume peut être calculé sur la base de leurs dimensions. De plus, des méthodes de rayonnement sont utilisées pour la mesure directe de la densité.
La densité d’un échantillon de bois peut être évaluée visuellement en observant la largeur (épaisseur) des anneaux de croissance et la proportion de bois tardif. En général, le bois final, en raison de ses parois cellulaires plus épaisses et de ses cavités cellulaires plus petites, est plus dense que le bois initial, et avec l’augmentation de la largeur de l’anneau, sa proportion diminue dans les résineux et augmente dans les bois durs à porosité annulaire. Par conséquent, des anneaux plus larges indiquent une densité plus faible dans les résineux et une densité plus élevée dans les bois durs à porosité annulaire. Dans les bois durs à porosité diffuse, le bois tardif n’est pas clairement distinct et la largeur de l’anneau n’est pas une indication de la densité.
La densité des bois tempérés varie d’environ 0,3 à 0,9 gramme par cm3, mais la fourchette dans le monde est d’environ 0,2 à 1,2 grammes par cm3. Les différences entre les espèces ou les échantillons de la même espèce sont dues à des proportions variables de matière ligneuse et de volume de vide et à la teneur en produits d’extraction. La densité de la matière ligneuse est d’environ 1,5 gramme par cm3, et il n’existe pratiquement aucune différence de cette valeur entre les essences.
* Basé sur des spécimens secs à l’air (12-15% d’humidité). ** N = newton (environ 0,22 livre); kN = 1000 newtons Source: Adapté de George Tsoumis, Science and Technology of Wood (1991).
La densité affecte la quantité d’humidité que le bois peut retenir, son rétrécissement et son gonflement, ainsi que ses propriétés mécaniques et autres. En général, la densité est une mesure de la qualité du bois clair, c’est-à-dire du bois sans défauts.